Question

高二物理，洛伦兹力，磁场方向B与带电粒子速度方向存在夹角的时候，是分解方向使其与磁场垂直还是分解磁？

场方向使其与带电粒子速度方向垂直啊？这两个哪个是对的，还是都对?请问此题D怎么判断的?谢谢你！

Answer 1

当带电粒子速度方向与磁场方向存在夹角时，洛伦兹力的方向不再与速度方向和磁场方向平行或垂直，而是分解成与速度方向垂直的成分和与速度方向平行的成分。因此，正确的是分解磁场方向使其与带电粒子速度方向垂直。
在这道题目中，选项D的判断可能是因为磁场的方向与速度方向、洛伦兹力的方向都是垂直的，因此得出结论洛伦兹力的方向与磁场方向平行。但这种判断方法并不准确，因为当速度方向与磁场方向不垂直时，洛伦兹力的方向并不与磁场方向平行。

Answer 2

洛伦兹力是磁场对带电粒子的作用力，当夹角为90°时，分解后沿着磁感线方向和垂直于磁感线两个方向。因此，当磁场方向B与带电粒子速度方向存在夹角时，应该分解磁场的作用力使其与带电粒子速度方向垂直。

Answer 3

首先我们需要知道洛伦兹力是由电流和磁场产生的力。在这个问题中，我们有一个竖直放置的长直导线，通有方向向上的恒定电流。根据右手定则，导线周围会产生一个环绕导线的磁场。小球带正电，在导线产生的磁场中水平运动。
下面我们来逐一分析每个选项：
A. 小球先加速后减速
根据洛伦兹力公式 F = q(v × B)，在这种情况下，洛伦兹力与小球的速度成正比。由于小球的速度是恒定的，洛伦兹力大小也是恒定的。所以，小球不会先加速后减速。
B. 小球受到的洛伦兹力始终为零
由于小球带正电且在导线产生的磁场中运动，所以它会受到洛伦兹力作用。根据洛伦兹力公式 F = q(v × B)，洛伦兹力不为零。
C. 小球在 ab中点受到的洛伦兹力为零
当小球在ab中点时，其速度方向（水平向右）与导线产生的磁场方向（垂直于电流方向）平行，因此洛伦兹力公式中的速度和磁场的叉积为零。所以，小球在ab中点受到的洛伦兹力为零。
D. 小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向上
根据洛伦兹力公式 F = q(v × B)，洛伦兹力方向是速度方向与磁场方向的垂直分量。在这个情况下，由于磁场方向是沿着导线的环绕方向，洛伦兹力的方向将沿着半径方向。因此，洛伦兹力的方向不是竖直向上的。
因此，正确的选项是C。

Answer 4

当带电粒子速度方向与磁场方向存在夹角时，洛伦兹力会分解为两个分量，一个垂直于磁场方向，称为法向分量，另一个与磁场方向平行，称为切向分量。这两个分量的方向如下：

1. 法向分量：垂直于磁场方向，由于其方向与运动方向相交成直角，所以它对带电粒子运动轨迹产生影响，使得带电粒子偏离原有的直线运动轨迹，绕着磁场方向作圆周运动。

2. 切向分量：与磁场方向平行，不会改变带电粒子圆周运动的半径，但会影响带电粒子的速率和方向。

因此，当带电粒子速度方向与磁场方向存在夹角时，洛伦兹力的法向分量是使其与磁场垂直的，而切向分量则是与磁场方向平行的。